【正文】 時光纖Bragg光柵需要有較長的光柵長度（典型的可達(dá)幾十厘米）。1994年，在垂直入射的固定寫入光束下，通過平移相位掩模和光敏光纖，寫入了15厘米長的光柵，%，帶寬為0,43nm。，將垂直入射光沿相位掩模平移，寫入了長達(dá)50cm的光柵，反射率為70%。 平面波導(dǎo)陣列布喇格光柵利用空間頻率不同的雙光束干涉圖樣以一定的夾角先后兩次或兩對雙光束同時輻照體塊光敏感材料，在其中產(chǎn)生兩種周期性折射率分布，兩種分布的排列方向相互垂直。這種結(jié)構(gòu)可以作為平面波導(dǎo)陣列布喇格光柵，其中與低、高空間頻率的干涉圖樣對應(yīng)的結(jié)構(gòu)分別作為平面波導(dǎo)陣列和布喇格光柵，每個波導(dǎo)上都有布喇格光柵。在低頻干涉圖樣寫入平面波導(dǎo)陣列的基礎(chǔ)上，利用高頻干涉圖樣以不同角度多次曝光可以在波導(dǎo)中寫入多重布喇格光柵，從而形成平面波導(dǎo)陣列多重布喇格光柵。其典型結(jié)構(gòu)與制作方法如圖14所示， （a） （b）圖14 平面波導(dǎo)陣列布拉格結(jié)構(gòu)及光輻射制作方法其中圖14(a)為制作平面波導(dǎo)陣列的示意圖，圖14(b)為在平面波導(dǎo)陣列中通過透射全息和鄰面照射法制作布喇格光柵的示意圖，根據(jù)需要也可以通過反射全息法制作相應(yīng)的布喇格光柵。這種新的平面波導(dǎo)陣列布喇格光柵結(jié)構(gòu)，可以通過全息光輻照方法在光敏感材料中形成這種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在波導(dǎo)平面內(nèi)具有很好的導(dǎo)波衍射行為，其衍射光具備布喇格衍射的基本特性。根據(jù)全息存儲的角度復(fù)用特性，還可以在這種平面波導(dǎo)陣列中制作衍射不同波長的多重布喇格光柵，因此有可能用于波分復(fù)用系統(tǒng)。在LiNbO3晶體中利用雙光束干涉圖樣寫入的陣列波導(dǎo)密度可達(dá)70mm1，如果每個波導(dǎo)中都寫入多重布喇格光柵，則在一塊不大的光敏感材料中就可以形成大量的光學(xué)窄帶濾波器。因此以平面波導(dǎo)陣列分層并在其中形成多重布喇格光柵結(jié)構(gòu)，有可能用于制作UDWDM系統(tǒng)中的MUX/DEMUX等器件。進一步提高激光功率密度或改變激光波長，該方法也能被用于在玻璃、聚合物等其他體塊光敏材料中制作出類似器件。這種類型的光柵具有很好的應(yīng)用前景。利用光纖光攝可以制作的部分功能性器件： 國外這方面的研究工作已經(jīng)展開并取得了許多成果，制造了一些光纖光柵器件，我國一些科技人員也開始了這方面的研究工作。 (1)窄帶帶阻濾波器圖1示出的窄帶帶阻濾波器帶寬為0. 43nm，多個不同波長的這種光纖光柵串聯(lián)，可用于波分復(fù)用器，反射分離不同的波長，它比傳統(tǒng)的光柵及棱鏡波分復(fù)用器優(yōu)異的多，無論是分辨率和體積尺寸，它們都是與之無法相比的。(2)寬帶帶阻濾波器圖2示出的帶阻濾波器帶寬達(dá)12nm，反射率達(dá)99%，它可用于激光放大器泵浦光反射鏡，提高泵浦效率，又可降低輸出光中泵浦光對信號光的干擾，其干擾可降低30dB。(3)梳狀帶阻濾波器所制出的濾波器約有5個不同反射波長，，反射率為3095%，每個反射峰帶寬約為0. 05nm，如圖3所示。它也可用于波分復(fù)用器，反射分離不同的波長。 (4)窄帶帶通濾波器如圖4示出的濾波器，其反射率大于99%，其中的窄帶帶通寬度100MHz。 (5)色散補償起器它能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)通信光纖中1549nm波長的光色散20ps/nmkm有19ps/nmkm的補償。用這一簡單的光柵器件就能對光纖色散幾乎是完全地補償，意義是很大的。特性如圖5所示。 (6)偏振模式轉(zhuǎn)換器其性能已達(dá)到轉(zhuǎn)換效率89%，見圖6。 (7)光纖激光器早期我們做過這方面的工作理論上對摻餌光纖激光器的諧振腔作了設(shè)計，實驗上采用半外腔式FP諧振腔，輸出幾百微瓦波長1536nm的激光。光纖兩端面拋光、鍍膜在工藝上是非常困難的，故只是原理性的研究，未能實用化。如采用光纖光柵技術(shù)則很容易實現(xiàn)光纖激光器，有可能取代二極管激光器作為信號源。與二極管激光器相比，光纖激光器具有較高的光輸出功率、較低的相對強度噪聲(RIN )，極窄的線寬以及較寬的調(diào)諧范圍。光纖激光器的單模輸出可達(dá)10mW以上，其RIN為發(fā)射噪音極限。光纖激光器的線寬可做到小于2. 5kHz，顯然優(yōu)于線寬lOMHz的分布反饋(DFB)激光器。WDM傳輸系統(tǒng)一個很重要的參量就是可調(diào)諧性，光纖激光器不但很容易實現(xiàn)調(diào)諧，而且調(diào)諧范圍(50nm)遠(yuǎn)大于半導(dǎo)體激光器(1~2nm )。 側(cè)面拋光型布喇格光柵 這種布喇格光柵如下圖15所示。圖15 布喇格光柵制備的主要技術(shù)包括: ，將階躍型折射率單模光纖嵌入并粘合；，拋光到離纖芯2μm處。一般通過測量光纖側(cè)面橢圓形的長軸和短軸，可以大致估計研磨的深度；(如AZ1350)涂覆在拋光的光纖表面，厚度約70nm，再置于單色激光雙光束干涉場內(nèi)曝光，得到全息光柵掩膜； ，全息光柵圖樣就轉(zhuǎn)移到了光纖和石英襯底上。此過程常用一矩形框限制刻蝕光柵的邊界； ，并在頂層涂上折射率匹配液。 ，在光纖上蝕刻光柵需要高的操作技術(shù)，因此又提出了另一種側(cè)面拋光型布喇格光柵，如圖16所示：置于拋光光纖上的金屬光柵圖16置于拋光光纖上的金屬光柵a，b 兩步得到側(cè)面拋光光纖后，用一市售的全息光柵直接置于石英襯底上，與迅逝場相互作用。光柵縫隙處浸入折射率匹配液，以提高光柵衍射能力。 芯內(nèi)布喇格光柵(體光柵) 光纖芯內(nèi)布喇格光柵的出現(xiàn)是由于人們觀察到了摻鍺光纖具有光敏性開始的。即摻鍺光纖在紫外光照射下，纖芯的折射率發(fā)生變化。最初它是用2束可見氮離子激光在摻鍺纖芯中反向傳輸形成駐波，產(chǎn)生雙光子吸收而制成的。后來發(fā)現(xiàn)布喇格光柵可以用紫外光橫向?qū)戇M光敏光纖的纖芯，這種芯內(nèi)布喇格光柵才得以實際應(yīng)用。其制作方法如圖17所示。圖17 芯內(nèi)反射型布拉格光柵將摻鍺具有光敏特性的一段裸光纖置于一對交疊的相干紫外光場中曝光，干涉條紋垂直于光纖軸，幾分鐘后干涉條紋便以纖芯折射率擾動的形式固定下來。其中紫外光源波長約為244nm，恰為摻鍺光纖的敏感波長。亦可以用工作在486~500nm的染料激光器或氫離子激光器(488nn)的輸出經(jīng)倍頻后提供，也可用KrF激光器或XeCI激光器提供。用一經(jīng)濾光的水銀弧燈和高分辨率單色儀來監(jiān)測光柵的制作。 為了刻寫出應(yīng)用于各種場合的光柵，相繼提出了各種技術(shù)。為了克服曝光時間長，對干涉計要求高，提出一種僅用20ns的單脈沖刻寫的方法，隨后又發(fā)展成為在光纖拉制時就進行刻寫光柵的方法。另一個堅固、穩(wěn)定、易于準(zhǔn)直和重復(fù)性好的技術(shù)是用相位掩膜照射來代替全息曝光。紫外光透過掩膜直接照射到光敏光纖上，則相位光柵掩膜的一級衍射光束在光纖芯形成布喇格光柵。為了改善光纖的光敏性，提出了摻鍺、摻硼、“氫載”等技術(shù)?！皻漭d”技術(shù)是將標(biāo)準(zhǔn)通信光纖置于低溫和高壓氫氣中10余天，能大大增強光纖的光敏性。在未來通訊事業(yè)日益發(fā)達(dá)的明天，由于光纖光柵具有的特性使得光纖光柵能在各種環(huán)境下發(fā)揮更大的作用，特別是電磁干擾嚴(yán)重的環(huán)境?，F(xiàn)在的光纖光柵制作技術(shù)已經(jīng)成熟，我們可以不斷的改進技術(shù)來降低成本，使光纖光柵有更大的應(yīng)用前景。參考文獻：[1] 光纖光柵：原理、技術(shù)與傳感應(yīng)用 科學(xué)技術(shù)出版社 李川等著 [2] 長周期光纖光柵的制作方法和應(yīng)用研究進展 激光與光電子學(xué)進展 408期[3] 高頻CO_2激光脈沖寫入的相移長周期光纖光柵 光子學(xué)報 第34卷第1期 [4] 光纖光柵制作方法 光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù) 第5期 2000[5] 光纖光柵的最新發(fā)展及其應(yīng)用 光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù) 第3期 2004[6] 光纖Bragg光柵及其應(yīng)用研究進展 蘭州理工大學(xué)學(xué)報 第30卷第1期 [7] 平面波導(dǎo)陣列布喇格光柵及其光輻照制作方法 光子學(xué)報 第33卷12期 [8] 光纖布喇格光柵的制作和應(yīng)用 應(yīng)用光學(xué) 第17卷第6期 1996[9] 光纖布喇格光柵制作技術(shù)的發(fā)展 半導(dǎo)體光電 第18卷第3期 1997[10] 光纖布喇格光柵制作性能及應(yīng)用 壓電與聲光 第17卷第1期 1995